Die Wasserpest Elodea ist eine Unterwasserpflanze, die sich sehr leicht vermehren lässt (daher auch der Namesbestandteil "pest"). Mit Wasserpestpflanzen lässt sich die Photosyntheserate relativ leicht im Schülerversuch ermitteln.
Versuch:
Ermittlung der Abhängigkeit der Photosyntheserate von der Lichtintensität
Bei diesem Versuch nimmt man ein paar Wasserpest-Pflanzen, deren Stängel man zuvor sauber abgeschnitten hat, damit die Sauerstoffbläschen auch gut austreten können. Die Pflanzen steckt man wie im Bild gezeigt in einen Glastrichter, dessen Öffnung wiederum in ein mit Wasser gefülltes Reagenzglas gesteckt wird. Dann stellt man das Becherglas mit dem Wasser, der Wasserpest, dem Trichter und dem Reagenzglas in eine etwas abgedunkelte Ecke des Raums. Nun stellt man eine helle, regulierbare Lichtquelle vor das Becherglas.
Praktische Hinweise für schlecht ausgerüstete Schulen
Regulation der Lichtintensität
Wenn man keine Speziallampe hat, tut es auch ein einfacher alter Diaprojektor. Allerdings lässt sich dessen Lichtintensität nicht regulieren. Man könnte aber verschieden starke Graufolien vor den Projektor halten oder einfach verschiedene Graufolien in alte Diarähmchen stecken und dann wie ein Dia projizieren. Ihnen fällt da bestimmt schon etwas Vernünftiges ein…
Messen der Lichtintensität
Wenn man kein Spezialgerät hat, um die Lichtintensität zu bestimmen, die auf das Becherglas fällt, kann man auch eine einfache Digitalkamera nehmen. Man stellt dann die Blende fest ein, zum Beispiel 5.6, und achtet auf die Belichtungszeit, die dann von der Automatik ermittelt wird. Vielleicht wird zunächst 1/1000 Sekunde angezeigt, und wenn man dann die Lichtintensität erhöht, wird eine kürzere Belichtungszeit angezeigt, vielleicht 1/2500 Sekunde. Dann weiß man, dass die Lichtintensität jetzt um den Faktor 2,5 größer ist als zuvor.
Ermittlung der Photosyntheserate
Bei der Photosynthese entsteht als gasförmiges Endprodukt Sauerstoff O2. Bei der Unterwasserpflanze Wasserpest bildet dieser Sauserstoff kleine Blasen, die durch die sauber abgeschnittenen Stängel nach oben austreten und sich im Reagenzglas ansammeln. Dort verdrängen sie das Wasser, so dass sich langsam eine immer stärker werdende Gasschicht bildet. Wenn der Versuch gut verläuft (das hängt dann von der Qualität der Wasserpest ab), kann man einfach die pro Minute gebildeten Bläschen zählen und gegen die Lichtintensität auftragen. Wenn zu viele Bläschen pro Minute aufsteigen - was sehr selten passiert - sollte man das Reagenzglas vorher mit einer Volumenskala versehen, so dass man ablesen kann, wie viele Milliliter O2 pro Minute entstehen. Aber da fällt Ihnen auch bestimmt eine geeignete Lösung ein.
Das hier war quasi der Grundversuch, mit dem man die Abhängigkeit der Photosyntheserate von der Lichtintensität ermitteln kann. Durch leichte Abwandlungen dieses Versuchs kann man auch die Abhängigkeit der Photosyntheserate von der Lichtfarbe, von der Temperatur, von der Kohlendioxidkonzentration und von anderen Umweltfaktoren ermitteln.